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常見(jiàn)含氧酸的性質(zhì)及鮑林規(guī)則


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-07-20

    酸性氧化物溶于水生成含氧酸,不溶于水的酸性氧化物可溶于堿溶液生成含氧酸鹽,堿性氧化物和酸性氧化物也能直接反應(yīng)生成含氧酸鹽。含氧酸及其鹽是無(wú)機(jī)化合物中的一大類(lèi)型。這里只列舉一些常見(jiàn)的含氧酸及相應(yīng)的鹽,著重討論它們的一些重要性質(zhì)及有關(guān)規(guī)律。

    含氧酸的酸性是它的重要性質(zhì)之一。前面已用R(OH)x模型,估計(jì)了含氧酸的相對(duì)強(qiáng)弱。但是R(OH)x規(guī)則沒(méi)有考慮到除了OH-外與Rx+相連的其他原子的影響,特別是非羥基氧原子的影響。事實(shí)說(shuō)明,這種影響是不能忽視的。鮑林從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中,對(duì)含氧酸的強(qiáng)度提出了兩條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,通常稱(chēng)為鮑林規(guī)則。

含氧酸
    規(guī)則1:多元含氧酸連續(xù)的兩個(gè)電離常數(shù)的比值為10-4~10-5。
    規(guī)則2:具有(OH)mROn(m為羥基氧的個(gè)數(shù);n為為非羥基氧原子數(shù),即不與氫原子鍵合的氧原子數(shù))形式的含氧酸,酸性的強(qiáng)弱取決于羥基氫的釋放難易,而羥基氫的釋放又取決于羥基氧的電子密度,若羥基氧的電子密度小,易釋放氫,則酸性強(qiáng)。若中心原子R的電負(fù)性大,半徑小,氧化值高則羥基氧的電子密度小,酸性強(qiáng);非羥基氧的數(shù)目多,可使羥基氧上的電子密度減小,酸性增強(qiáng)。因此,n值越小,酸性越弱;n值越大,酸性越強(qiáng)。例如:

含氧酸 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4
中心原子的電負(fù)性 1.90 2.19 2.58 3.16
中心原子的半徑 大→小
中心原子的氧化值 低→高
非羥基氧數(shù)量 0 1 2 3
含氧酸的酸性 弱→強(qiáng)

    鮑林根據(jù)n值把含氧酸劃分為四類(lèi):
    第一類(lèi)  n=0  為弱酸    Ka1θ=10-11~10-8
    第二類(lèi)  n=1  為中強(qiáng)酸  Ka1θ=10-4~10-2

    第三類(lèi)  n=2  為強(qiáng)酸    Ka1θ=10-1~103

    第四類(lèi)  n=3  為極強(qiáng)酸  Kaθ>108
    絕大多數(shù)含氧酸屬于第一、第二類(lèi),只有少數(shù)含氧酸才屬于第三、第四類(lèi)。表5-16中列出了一些常見(jiàn)的含氧酸。

表5-16  含氧酸XOn(OH)m強(qiáng)度與非羥基氧原子數(shù)n的關(guān)系

n 酸的強(qiáng)度 估計(jì)的Kaθ 實(shí)例 實(shí)測(cè)的Kaθ(或Ka1θ)值
0 很弱 10-11~10-8

次碘酸 HIO

1×10-11

亞砷酸 H3AsO3

6×10-10

硅酸 H4SiO4 2×10-10
鍺酸 H4GeO4 3×10-9
次溴酸 HBrO

 2×10-9

次氯酸 HClO 3.2×10-8
碲酸 H6TeO6 2.0×10-8
1 中強(qiáng) 10-4~10-2 亞硝酸 HNO2 7.24×10-4
磷酸 H3PO4 7.41×10-3
砷酸 H3AsO4 6.46×10-3
亞硒酸 H2SeO3 3×10-3
高碘酸 H5IO6 3.1×10-2
亞磷酸 H3PO3 2.5×10-2
亞硫酸 H2SO3 1.3×10-2
亞氯酸 HClO2 1.1×10-2
2 強(qiáng) 10-1~103 溴酸 HBrO3 1×10-1
碘酸 HIO3 1.7×10-1
氯酸 HClO3 約10
硝酸 HNO3 43.6
硫酸 H2SO4 1×103
3 很強(qiáng) >108 高錳酸 HMnO4 極大
高氯酸 HClO4 約1010

    鮑林總結(jié)的含酸強(qiáng)度規(guī)則只是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),尚有不少例外。實(shí)際上,影響元素含氧酸堿性的因素很多,目前尚無(wú)圓滿(mǎn)解釋。


用戶(hù)評(píng)論(共1條評(píng)論)

  • mus****lin ( 2021-03-25 22:36:32 )

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